基于PID算法的水中机器鱼方向档位控制方法

为了找到机器鱼在游动过程中每一时刻适应当前速度的最佳方向档位,笔者基于PID算法,提出了一种水中机器鱼方向档位的控制方法。分析PID控制原理,将其用于水中机器鱼方向档位的控制,设计出了适合机器鱼顶水球模型的PD算法,并给出了具体的实现方法和调试思路。实验结果表明:该算法有效地弥补了以往参赛者使用的算法中的不足,可以使机器鱼快速稳定地调整方向位姿,在实际应用中表现出了良好的带球游动性能。

水中机器鱼2D仿真5VS5比赛中的点球策略

针对比赛平台模拟有水波扰动,使得点球策略的编写变得困难等问题,为了减轻水波对点球策略的不良影响,在综合单鱼点球和多鱼协同点球策略的基础上,提出一种多鱼交替协同策略。利用单鱼点球的优势,保障在短距离内小球前进方向的稳定性,同时巧妙地结合多鱼协同策略的优势,使得小球可以较为快速地前进。实验结果表明:该策略能大大加快点球的实现,缩短运行时间。多鱼交替协同策略能够有效地减轻仿真平台中水波对点球策略的不良影响。

水中机器鱼全局救援策略优化

针对于水中机器鱼策略的变更,提出一种基于弦端点法的水中救援优化策略,通过作辅助圆弦中垂线的方法给机器鱼具有很好连贯性且逐渐逼近最佳击球点的一系列目标点。机器鱼可以利用它救援行动兼备速度性和连贯性以提高寻找目标点的效率。实验结果表明该算法能使机器鱼在寻找目标点时游动路径更短、轨迹更光滑,显著提高成功救援效率。将来仿生机器鱼可以代替人类在更为复杂的水中环境完成各项艰巨的救援任务。

一种新型混合游动模式机器鱼的设计方案

为充分利用水流、水层密度差等水下条件来游动以达到节省电量、增大航程的目的,介绍了一种综合多种运动模式于一体的水下机器鱼设计方案。从机械结构、运动模式和控制系统3大部分入手详细介绍机器鱼的设计制作过程。对影响机器鱼游动的重要参数进行水下试验,利用Matlab对得到的数据离散化处理,进行曲线拟合,分析不同控制参数对同一款机器鱼的影响。实验结果表明:该设计新型机器鱼可实现9种运动模式,并能顺利切换原设计的多种游动模式。

基于动作函数的仿生机器鱼控制策略

在国际水中机器人大赛全局视觉“水中救援”项目中,为了以最短时间攻克难度最大的5号支柱,根据机器鱼头部、身体和尾部的特点,该方案以角度函数、方向函数、点对点函数的动作策略,方向函数控制方向,采用速度控制速度,使用点对点函数设计到点方案。实验结果表明,所提方案可以进行稳定、精准的控制鱼的活动。

仿生鱼障碍越野项目策略

在国际水中机器人大赛2D仿真组“障碍越野”项目中,为了以最短时间内按照比赛规则完成比赛,根据机器鱼头部、身体和尾部的特点,该方案以角度函数、方向函数、点对点函数的动作策略,用方向函数控制方向,采用速度控制速度,使用点对点函数设计到点方案。实验结果表明,所提方案可以进行稳定精准地控制鱼的活动,从而完成较高难度的顶球活动。